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1 1/15 Eine Publikation der WIN-Verlag GmbH & Co. KG D, A, CH: 6,50 Euro, weitere EU-Länder: 8,70 Euro AUFBAU UND OPTIMIERUNG IT-GESTÜTZTER PRODUKTIONSPROZESSE ANZEIGE Zukunftskonzept MES 4.0 Dezentralisierung für Industrie 4.0

2 Wir laden Sie ein! Für kostenfreien Besuch registrieren: Code: 6WQ3NVyW Die Aussteller Ihre Lösungspartner vor Ort * Automatisierungslösungen persönlich und kompetent Auf der all about automation dortmund treffen Sie Anbieter industrieller Automatisierungstechnik direkt vor Ihrer Haustüre. Zeitsparend knüpfen und pflegen Sie Kontakte und informieren sich über den Status-Quo der Automatisierungstechnik. Im Mittelpunkt steht das persönliche Gespräch direkt mit dem für Ihre Region verantwortlichen Mitarbeiter des Ausstellers. Bringen Sie Ihre Automatisierungsaufgaben mit und finden Sie die passenden Lösungen. In entspannter Messeatmosphäre werden Sie persönlich und gut beraten. Frei zugängliche Ausstellervorträge auf der Talk Lounge runden das Informationsangebot ab. Service wird bei Ihrem Messebesuch groß geschrieben: Snacks, Getränke, Messekatalog und Parken sind gratis. Bis bald auf der all about automation dortmund vom 11. bis 12. März 2015 der Fachmesse für Industrieautomation in NRW. ABC IT Ahlborn Mess- und Regelungstechnik Applied Auxetics AS Antriebs- und Systemtechnik ASEM ATEG Automation autosen AUTOMATION & SENSORS beta Produkt Bihl+Wiedemann Bionic Robotics BORRIES Markier-Systeme Börsig Electronic Distributor Brevetti Stendalto cab Produkttechnik CADFEM Cognex Deutschland CONEC Elektronische Bauelemente Delphin Technology DELTALOGIC Automatisierungstechnik DIAS Infrared Elektronik 3000 EnPQM epis Automation EPLAN Software & Service Erwin Peters Systemtechnik EURA Drives Europe Fachhochschule Dortmund / FB Maschinenbau FlowChief Gebrüder Frei Galltec Mess- und Regeltechnik GHM Messtechnik ghv Vertriebs-GmbH GRIP Handhabungstechnik Systeme Helmholz Hitachi Drives & Automation hoheisel engineering Hopf Vertriebs GmbH IAI Industrieroboter icotek Imprintec Material Testing Solutions infoteam software INOSOFT isimotion ITB Ingenieurgesellschaft für technische Berechnungen J.D. Theile Janz Tec KFH Konstruktion Fertigung Handel Knick Elektronische Messgeräte KOCO MOTION Komax KOSIM - Kompetenznetz Simulation Dortmund Mattke MKC Michels & Kleberhoff Computer Nanotec Electronic NFT Automatisierungssysteme Oriental Motor Europa Panasonic Electric Works Europe Pantron Instruments F.H. Papenmeier Phytron Picos Pilz Pizzato Elettrica POSITAL FRABA Progea Deutschland Raytek Joachim Richter Systeme und Maschinen ROBO MAT Rockwell Automation S&D Service & Distribution S&K Anlagentechnik SSV Software Systems K.A.Schmersal Seli Automatisierungstechnik SID Schier Engineering Spectra Stadt Dortmund / Wirtschaftsförderung STEMMER IMAGING TECHNOSOFT Telesis MarkierSysteme TKD KABEL TSL-ESCHA viality ViDEC Data Engineering VISAM Wieland Electric WSW Wickel-& Montagetechnik * Stand: Aktuelle Liste und Ausstellerprofile:

3 04 Aktuell News aus der Branche Auf dem richtigen Weg Liebe Leser, das Thema Industrie 4.0 nimmt einen immer größeren Raum ein. Ob auf Messen, Kongressen, Foren, Symposien oder anderen Veranstaltungen Industrie 4.0 spielt überall dort eine wichtige Rolle, wo es um die Produktion der Zukunft geht. Hier zeigen Experten aus Forschung und Industrie, wohin die Reise gehen soll. Aber ist Industrie 4.0 auch schon bei den Betrieben der Fertigungsindustrie angekommen? Hier sind durchaus Zweifel angebracht. Denn wird nicht oftmals der Eindruck vermittelt, dass bisher wenig Greifbares entstanden ist? Aber wie so oft findet vieles im Hintergrund statt, zum Beispiel in Gremien und Verbänden. Eines hört man dabei immer wieder: Neben den technischen Voraussetzungen besonders der Integration von cyber-physischen Systemen in die Produktion sowie der Anwendung des Internet der Titelbild: MPDV Mikrolab Zukunftskonzept MES 4.0 Um sicher ins Industrie-4.0-Zeitalter zu kommen, stehen Fertigungsunternehmen vor der Herausforderung, die wachsende Komplexität zu beherrschen und gleichzeitig effizienter zu werden. Dezentralität in der Organisation ist hierfür ein zielführender Ansatz aber dabei wird klar: ohne ein Manufacturing-Execution-System (MES) funktioniert das nicht! Lesen Sie in der Titelstory auf den Seite 6 und 7, warum das so ist, und wie sich daraus eine zunehmende Vernetzung von Fertigungsprozessen mit der Intralogistik ableiten lässt. Dezentralität ist ein weiteres Handlungsfeld des Zukunftskonzepts MES 4.0, in dem die MES-Experten von MPDV erläutern, mit welchen Herausforderungen Produktionsbetriebe Dinge und Dienste sind besonders Normen und Spezifikationen für eine erfolgreiche Umsetzung von Industrie-4.0-Prozessen elementar wichtig. Vor diesem Hintergrund veranstalteten Mitte Februar die Normungsorganisationen VDE/ DKE und DIN sowie das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie in Kooperation mit der Plattform Industrie 4.0 eine Tagung zu diesem Thema. Einigkeit herrschte unter den Teilnehmern, dass bereits vieles heute schon angewandt werden kann und auch eingesetzt wird. Und die nächste Version der Normungs-Roadmap Industrie 4.0 ist bereits für diesen Herbst angedacht. Wenn jetzt auch noch alle am gleichen Strang ziehen, stehen die Chancen gut, dass Industrie 4.0 für den Standort Deutschland zu einem erfolgreichen Thema wird. Rainer Trummer, Chefredakteur mit Blick auf Industrie 4.0 rechnen müssen und welche konkreten und praxisnahen Lösungsansätze die moderne Fertigungs-IT insbesondere Manufacturing-Execution-Systeme (MES) dazu bereits parat hat. In einem neuen Whitepaper Industrie 4.0 nur mit MES! von MPDV können Sie darüber hinaus erfahren, warum Industrie 4.0 nur mit einer MES-Lösung funktionieren wird. Das Whitepaper können Sie unter info/whitepaperdm1503 abrufen. MPDV Mikrolab GmbH Die MES-Experten! Römerring 1 D Mosbach Telefon: +49 (0) / Fax: +49 (0) / Internet: Redaktionell erwähnte Firmen und Institionen Ace [S. 16], Cosmo Consult [S. 4], Dell [S. 24], DMG Mori [S. 5], Easy Software [S. 28], EMH [S. 26], Euchner [S. 20], Fastec [S. 4], gbo datacomp [S. 8], Haas [S. 18], Harting [S. 21], Industrie Informatik [S. 10], itac Software [S. 12], Limtronik [S. 12], MAHA [S. 28], MPDV Mikrolab [S. 6], Noax [S. 4], Picos [S. 22], Reis [S. 16], Rittal [S. 5], Salzgitter Flachstahl [S. 20], Temmler Pharma [S. 14], tisoware [S. 26], VDI [S. 5], Wassermann [S. 14], Weistec [S. 18] 06 Industrie 4.0: MES ermöglicht Dezentralisierung Titelstory: Die Dezentralität ist eines der Handlungsfelder im Zukunftskonzept MES 4.0 von MPDV 08 Smarte Alternative zur Industrie 4.0 MES als bezahlbare Alternative, das die notwendige Kollaborationsproduktivität durch Integration gewährleistet 10 Wenn ERP allein nicht reicht Zusammenspiel von ERP und MES für optimierte Geschäfts- und Produktionsprozesse 12 Nicht plakativ sondern praktisch Smart Electronic Factory: Intelligente Qualitätssicherung beim Auftragsfertiger Limtronik. 14 Mehr Termintreue in der Prozessindustrie Advanced Planning & Scheduling- Lösung im Einsatz bei Temmler Pharma 16 Bolzen mit Präzision Der Werkstoff CFK stellt die Lieferanten von Roboter-Anlagen vor neue Herausforderungen 18 Mehr geht (n)immer US-Fahrzeugtuner Weistec fertigt seine Kompressoren auf Werkzeugmaschinen von Haas 20 Zuverlässig zugehalten Salzgitter Flachstahl sichert beim neuen Einlauf an der Tandemstraße 39 Gefahrenbereiche und über 50 Zutrittstüren 21 Vom Sensor in die Cloud und zurück Industrie-4.0-Szenario: Vorbeugende Wartung mit SAP HANA und Cloud- Technologie 22 Robustheit als Trumpf Butzkies Stahlbau setzt bei seiner neuen Betriebsdatenerfassung auf robuste IP-65-Multitouch-Rechner 24 Für Extrembedingungen gerüstet Ruggedized-Lösungen: Versiegelungen und Kompressionsdichtungen schützen die mobile Hardware 26 Mehr als Zeit Effizienz und Transparenz durch eine leistungsfähige Betriebsdatenerfassung 28 Komplexe Abläufe vereinfachen Elektronische Archivierung beim Maschinenbauer MAHA 30 Vorschau, Impressum 1 /2015 3

4 NEWS COSMO CONSULT/CEBIT Neues zu Microsoft Dynamics Manufacturing Auf der CeBIT zeigt die Cosmo-Consult- Gruppe als bedeutender Microsoft-Dynamics-NAV- und -Manufacuting-Partner in Halle 4A 26 und Halle 5C50 einige Neuheiten. Im Mittelpunkt steht das Manufacturing-Portfolio, das nun vollständig auf der neuen Version von Microsoft Dynamics NAV 2015 zur Verfügung steht. Zu den Neuheiten gehört zudem das Tool cc bde zur Betriebsdatenerfassung als zertifizierte und voll integrierte Erweiterung für Microsoft Dynamics ERP. Es schafft die notwendigen Bezugsgrößen, dokumentiert den gesamten Ist-Ablauf und ermöglicht eine exakte Zuordnung von Kosten und Terminen zu jedem Auftrag. Dazu benötigt die Software anders als andere Lösungen keine komplexe Personalzeiterfassung (PZE), da eine einfache PZE integriert ist. Ebenfalls neu ist das neue Release von cc formatted documents, einer integrierten Textverarbeitung zur Dokumenten- und Berichtsgestaltung direkt in Dynamics NAV. Die Textverarbeitung umfasst alle üblichen Formatierungsmöglichkeiten und stellt die Konformität mit dem XHTML-Standard sicher. Damit sollen sich Inhalte problemlos etwa an E- Commerce-Lösungen oder Katalog- und Print-Dienstleister übergeben lassen. Zudem sind neue Angebote zur Share- Point-Integration sowie zur Cosmo-Consult-Cloud zu sehen, die vor allem für Für die neue integrierte Textverarbeitung gibt es zahlreiche Anwendungen wie die Katalogerstellung mithilfe eines NAV-Berichts auf Basis des Artikelstamms. Bild: Cosmo Consult mittlere und kleine Unternehmen sowie Start-ups gedacht ist. Auf dem Stand in Halle 5 präsentiert Cosmo Consult Qlik- View- und QlickSense-Lösungen und Themen wie Big Data, Mobile BI und Predictive Analytics, die anhand von Einsatzszenarien vor allem im Umfeld der ERP- Systeme SAP und Microsoft Dynamics vorgestellt werden. FASTEC MES mit neuer Oberfläche und mehr Kennzahlen NOAX Industrie-PCs einfacher anpassen Das IT-Unternehmen Fastec hat das Release 3.3 seines modularen MES-Systems Fastec 4 Pro vorgestellt. Neu sind das Oberflächen-Design samt kontextsensitiver Ribbon-Menüs und funktionelle Erweiterungen unter der Haube. Der Hersteller hat insbesondere die Module MDE/OEE (MDE für Maschinendaten-Erfassung, OEE für Overall Equipment Effectiveness beziehungsweise Gesamtanlageneffektivität) und das Planungs-Modul überarbeitet. Im Modul MDE/ OEE stehen nun weitere KPI André Huhn, Leiter Planungsprojekte bei Fastec, beim Systemtest. Bild: Fastec (Key Performance Indicators beziehungsweise Leistungskennzahlen) wie NEE (Net Equipment Effectiveness oder Netto-Gesamtanlageneffektivität), TEEP (Total Effective Equipment Performance oder gesamte effektive Anlagenproduktivität) und Level of Performance zur Verfügung. Im Modul Planung erwarten den Fertigungsplaner neue Ansichten, Dashboards und Auswertungen, die von ihm selbst nach seinen Anforderungen gestaltet werden können. Deutlich verbessert wurde auch die Übersichtlichkeit und Transparenz im Leitstand. So lassen sich bestimmte Fertigungsaufträge in Einzelansichten darstellen oder in der Gesamtansicht farblich hervorheben. Neu ist zudem das Modul Energiemonitoring. Hiermit lässt sich der Energieverbrauch von Maschinen, Linien, Aggregaten usw. erfassen und analysieren. Das neue Tool NSetup von noax dient dazu, die Industrie-PCs des Herstellers nach spezifischen Bedürfnissen zu konfigurieren. Dazu gehören zum Beispiel Einstellungen für die unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV), die Start- und Abschaltfunktionen, die PCIe-Konfiguration, die Einstellungen für den Touch und die Hintergrundbeleuchtung, das Deaktivieren des frontseitigen USB-Anschlusses oder die Belegung der Sonderfunktionstasten. Im Zuge der Einführung von NSetup hat das Unternehmen einen Micro-Controller (MCU) integriert, der wichtige Systemfunktionen überwacht und somit die Laufsicherheit der noax-hardware erhöht. Mithilfe von NSetup lassen sich verschiedene Funktionen der IPCs einstellen, die von der MCU kontrolliert werden. Sobald der Micro-Controller feststellt, dass sich ein überwachter Parameter außerhalb der festgelegten Grenzwerte Zuverlässigkeit verbessert: Das neue Setup arbeitet mit einem integrierten Microcontroller, der auch das System überwacht. Bild: Noax befindet, wird dies durch blinkende LEDs auf der Frontseite der Bedienkonsole angezeigt. Außerdem erzeugt NSetup einen umfangreichen Bericht, der Informationen über den aktuellen Funktionszustand des Computers enthält. Der Kunde kann diese Berichtsdatei beispielsweise an die noax- Hotline schicken und erhält die Datei mit den nach seinen Wünschen angepassten Einstellungen zurück. Sollte das Unternehmen mehrere noax- Industrie-PCs mit identischer Konfiguration betreiben, ist es erforderlich, lediglich einen IPC einzurichten. Mithilfe der Setup-Datei kann diese Konfiguration schnell und bequem auf die anderen Geräte übertragen werden. 4 1 /2015

5 NEWS DMG MORI Hausausstellung mit Auftragsplus Vom 3. bis 7. Februar fanden rund Fachbesucher den Weg zur Hausaustellung von DMG Mori im Deckel-Maho-Werk in Pfronten. Dabei kamen fast 60 Prozent aus dem Ausland. Das Event bescherte einen Auftragseingang von 177 Millionen Euro und 688 verkauften Produkten (Vorjahr: 168 Millionen Euro). Zu sehen gab es neben vier neuen APPs für das Celos-Bedienkonzept auch eine entsprechende PC- Version. Auf Quadratmetern stellte das Unternehmen 76 Maschinen VDI-STUDIE Daten helfen produzieren aus, darunter vier Weltpremieren. Die neuen Celos-Apps: Job scheduler: Produktions- und Fertigungsplanung für alle Maschinen, Messenger: Übersichtlicher Live-Status aller Maschinen inklusive Maschinenhistorie und Auswertung von Maschinenlaufzeit, Stillstand und Störung, Service Agent: Steigerung der Maschinenverfügbarkeit durch intelligentes Wartungssystem, Tool Handling: Kürzere Rüstzeiten durch Soll-Ist-Vergleich der Magazinbelegung für Folgeaufträge. RITTAL/CEBIT 2015 Stabile IT ermöglicht Industrie 4.0 Die diesjährige CeBIT (16. bis 20. März) steht unter dem Motto d!conomy und spielt damit auf die fortschreitende Digitalisierung der Wirtschaft an. Adressiert werden Themen wie Big Data, Cloud Computing, Mobile sowie Social und Security. Grundlage für diese Digitalisierung so die Argumentation des Schaltschranksystemlieferanten Rittal, sind sichere und flexible IT-Infrastrukturen. Entsprechend zeigt sich Rittal auf der CeBIT als zuverlässiger Partner passender Komponenten, Systeme und Lösungen in der Industrie vom Rack bis zum kompletten Rechenzentrum. Zudem beteiligt sich das Unternehmen an der Datacenter- Dynamics-Konferenz nebst Sonderausstellung in Halle 12. Das digitalisierte Produktionsumfeld von Industrie 4.0 stellt Rittal zeigt auf der CeBIT Lösungen für modulare, energieeffiziente und sichere Rechenzentren. Bild: Rittal neue, herausfordernde Ansprüche an die Sicherheit von Daten, Prozessen und IT-Dienstleistungen, sagt Bernd Hanstein, Hauptabteilungsleiter Produktmanagement IT bei Rittal. Der IT- Infrastruktur kommt dabei eine Schlüsselrolle als Enabling-Technologie zu. Ohne eine stabile und skalierbare IT-Infrastruktur ist Industrie 4.0 nicht denkbar. Digital Manufacturing Cebit 2015.pdf :43:45 Eine Studie des VDI-Zentrums Ressourceneffizienz (VDI ZRE) kommt zu dem Ergebnis, dass Unternehmen durch das Monitoring fertigungsrelevanter Daten deutlich Kosten reduzieren können. Durch die systematische Erfassung und Auswertung ließen sich demnach Störungen frühzeitig erkennen und beheben. Damit sind sowohl der Nutzungs- als auch der Leistungsgrad einzelner Maschinen bis hin zu ganzen Produktionslinien steigerbar. Darüber hinaus ermöglicht es die Datenerfassung, Kennzahlen für eine systematische Bewertung der Ressourceneffizienz zu ermitteln, die Teil eines Energiemanagementsystems sein können. Wie die auf Recherchen, Befragungsergebnissen und Experteninterviews basierende Kurzstudie darlegt, existiert allerdings insbesondere in kleineren Unternehmen noch kein ausreichendes Bewusstsein für den Nutzen der Fertigungsdatenerfassung zur Steigerung der Material- und Energieeffizienz im Betrieb. Die enge Verzahnung der Unternehmensabteilungen und ein unternehmensweites Bewusstsein für die Vorteile des Datenmonitorings stellen essenzielle Schritte dar, so die Autoren. Voraussetzung ist weiterhin eine abgestimmte Informations- und Dienstinfrastruktur, die auf modernen Standards der Informations- und Kommunikationstechnologie basiert. Die rund 50-seitige Analyse wurde vom Werkzeugmaschinenlabor der RWTH Aachen im Auftrag des VDI ZRE erstellt. C M Y CM MY CY CMY K ERP PROZESSFERTIGUNG ERP AUFTRAGSFERTIGUNG E-COMMERCE ERP PROJEKTFERTIGUNG CeBIT März Halle 4 Stand A26 Platz P04 INTERNATIONALE PROJEKTE MICROSOFT SHAREPOINT cc bde ERP AUTOMOTIVE MICROSOFT DYNAMICS AX BUSINESS INTELLIGENCE QLIKVIEW MICROSOFT DYNAMICS NAV CLOUD Als Branchenspezialist für die Fertigungsindustrie und projektorientierte Dienstleister sowie Handelsunternehmen verfügt COSMO CONSULT über ein umfangreiches Angebot an zertifizierten Branchen- und Speziallösungen auf Basis von Microsoft Dynamics und QlikView. BERLIN DRESDEN HAMBURG MÜNCHEN MÜNSTER NÜRNBERG STUTTGART WÜRZBURG FRANKREICH SCHWEDEN SPANIEN 1 /2015 5

6 TITELSTORY: ZUKUNFTSKONZEPT MES 4.0 ANZEIGE Industrie 4.0: MES ermöglicht Dezentralisierung Auf dem Weg ins Industrie-4.0-Zeitalter stehen Fertigungsunternehmen vor der Herausforderung, die wachsende Komplexität zu beherrschen und gleichzeitig effizienter zu werden. Dezentralität in der Organisation ist hierfür ein zielführender Ansatz aber dabei wird klar: ohne ein Manufacturing-Execution-System (MES) funktioniert das nicht. Warum das so ist, ergibt sich aus der Konkretisierung des Zukunftskonzepts MES 4.0. VON PROF. DR.-ING. JÜRGEN KLETTI Industrie 4.0 benötigt MES als zentrale Informationsund Datendrehscheibe. Daher ist Dezentralität eines der Handlungsfelder im Zukunftskonzept MES 4.0 von MPDV. MIT DEM Zukunftskonzept MES 4.0 konsolidieren die MES-Experten von MPDV die Anforderungen der Industrie 4.0 an die Fertigungs-IT. Aus den bisher behandelten Handlungsfeldern Mobilität, Flexibilität, Unified Shopfloor Connectivity und Management Support sind praxisnahe Produkte entstanden, beispielsweise die mobilen Smart MES Applications (SMA), die universelle Maschinenschnittstelle UMCM und die neue Version des Kennzahlensystems MES-Cockpit. Aktuell beschäftigen sich die MES-Spezialisten mit dem Handlungsfeld Dezentralität und analysieren unterschiedliche Aspekte mit Blick auf Technologie, Anwendung und Organisation. Seit jeher hört man unter der Überschrift Industrie 4.0 hauptsächlich informationstechnologische Schlagworte wie Cloud Computing, Big Data, Internet der Dinge oder Cyber Physical Systems (CPS). Unter anderem soll damit ausgedrückt werden, dass Industrie 4.0 für Dezentralisierung steht. Auch CIM (Computer Integrated Manufacturing) verfolgte in den 1980er Jahren einen technologischen Ansatz. Letzten Endes scheiterte es daran, dass es für die neuen Technologien keine Anwendungen gab beziehungsweise dass man die damaligen Herausforderungen mit der neuen Technologie nicht lösen konnte. All dies soll mit Industrie 4.0 besser werden so zumindest der Plan. Natürlich versuchen auch viele Technologieanbieter ihre Innovation unter dem etablierten Hype-Thema Industrie 4.0 zu vermarkten. Aber die wahren Potenziale stecken in der Organisation und in der Anwendung selbst. Dezentralisierung für Industrie 4.0 Eine Flexibilisierung von Prozessen und damit die Erweiterung der Möglichkeiten kann nur mit einer Dezentralisierung einhergehen, da ansonsten die Komplexität einer zentralen Steuerung nicht mehr beherrschbar wäre. Damit erscheint die Forderung von Industrie 4.0 nach Dezentralität in einem ganz anderen Licht: es geht dabei um intelligentere Prozesse und mehr Entscheidungsfreiheit Technologie steht erst in zweiter Reihe. Demnach müsste man die Herleitung der Industrie 4.0 wie folgt abändern: 1.0 = Dampfmaschine; 2.0 = Förderband; 3.0 = Automatisierung; 4.0 = Dezentralisierung in der Organisation. Bisher steht an vierter Stelle das (noch immer nicht endgültig definierte) CPS. Dezentralität in der Organisation Aber Dezentralität beginnt oftmals in viel kleinerem Maßstab. Im Gegensatz zur immer noch weitverbreiteten hierarchischen Fertigungssteuerung halten immer mehr selbstregelnde Systeme und intelligente Steuerungsmechanismen Einzug in moderne Fabrikhallen. Dabei geht es nicht immer um intelligente Maschinen, sondern häufig um intelligente Prozesse beziehungsweise darum, dass die Menschen in der Fertigung mehr Entscheidungsfreiheit bekommen. Der Mensch als flexibles und autonomes Wesen kann sein direktes Arbeitsumfeld sehr gut überblicken und basierend darauf deutlich bessere Entscheidungen treffen als ein zentrales System. Letzteres überblickt zwar die komplette Fabrik, übersieht möglicherweise aber lokale Details oder bewertet diese unzureichend. Dezentralität in der Organisation ist daher so zu verstehen, dass Entscheidungen, die früher zentral getroffen wurden, nun in die jeweiligen Bereiche delegiert werden. Ob ein Mensch diesen Entscheidungsspielraum nutzt oder ein dezentrales IT-System, ist dabei nicht relevant. Das funktioniert aber nur, wenn alle relevanten Informationen auch dezentral verfügbar sind. Die lokale Instanz kann diese dann mit eigenen Erkenntnissen anreichern und basierend darauf Entscheidungen treffen. Dezentrale Anwendung Kanban Ein einfaches Beispiel einer dezentralen und selbstregelnden Anwendung ist Kanban. Zur Erinnerung: Bei Kanban geht es darum, bestimmte Teile nur dann zu fer- 6 1 /2015

7 ANZEIGE TITELSTORY: ZUKUNFTSKONZEPT MES 4.0 tigen, wenn man sie benötigt und dann nur in einer vorgegebenen Menge, so dass keine übermäßigen Bestände aufgebaut werden. Oftmals ist auch vom Pull-Prinzip oder Supermarkt die Rede. In der klassischen Form ist Kanban sogar so dezentral, dass ein zentraler Eingriff das System empfindlich stören würde. Durch die Erweiterung um eine elektronische Komponente werden die Abläufe transparent und lassen sich so mit anderen Prozessen synchronisieren. Man spricht dann von ekanban. Der dezentrale Charakter, dass der Auslöser zur Nachproduktion aus dem Feld und nicht aus der zentralen Planung kommt, ist auch bei ekanban ein wichtiges Merkmal und Garant für die Effizienz der Methode. Ein modernes Transportmanagement lässt sich ebenfalls dezentral organisieren. Hierzu bekommt der Werker an der Maschine oder am Arbeitsplatz die Möglichkeit, Transportaufträge zu generieren: zum Beispiel ein volle Palette soll abgeholt und eingelagert werden. Sobald der Transportauftrag mit Quelle, Ziel und zu transportierender Ware angelegt ist, kann der nächste freie Staplerfahrer diesen reservieren und anschließend durchführen. Auch der Transport von Rohmaterial zu Beginn eines Produktionsauftrags oder die Anlieferung eines Werkzeugs zum Rüsten der Maschine ist mit solch einem dezentralen Ansatz möglich. Durch ein intelligentes Verteilungsverfahren und die Entscheidungsfreiheit der Transporteure lässt sich sicherstellen, dass kein zentraler Eingriff nötig ist. Trotzdem ist zentral bekannt, welche Transporte aktuell durchgeführt werden und welche noch anstehen. Kombination dezentraler Systeme Sowohl bei ekanban als auch bei einem dezentralen Transportmanagement profitieren Unternehmen von einem geringen Planungs- und Koordinationsaufwand, da die beiden Systeme dies per Definition selbst erledigen. Kombiniert man nun ekanban mit einem Transportmanagement, so reduziert sich der Aufwand weiter: Immer dann, wenn ein leerer oder neu befüllter Behälter bewegt werden soll, wird nun automatisch ein passender Transportauftrag generiert. Dadurch kann man sicherstellen, dass jeder Kanban-Behälter auch wieder in den richtigen Kreislauf eingespeist wird. Parallel dazu zeigt die ekanban-tafel immer den aktuellen Zustand aller Behälter im Kreislauf. Zur Unterstützung lassen sich beispielsweise wiederbeschreibbare RFID-Tags verwenden, die Informationen über den Kanban-Kreislauf sowie über das Material im Behälter dezentral speichern. Alternativ ist die Kennzeichnung der Behälter mit einem Barcode möglich, wobei alle zugehörigen Informationen dann zentral im System gespeichert sind. Denkt man das bisher entwickelte Szenario noch einen Schritt weiter, so könnte das Transportmanagement über eine Schnittstelle mit einem führerlosen Transportsystem gekoppelt sein. Dann würden die Transportaufträge dort mittels Routenoptimierung in eine passende Reihenfolge gebracht und automatisch abgearbeitet werden. Alternativ unterstützen mobile Anwendungen den reibungslosen Ablauf und erhöhen die Flexibilität bei der Generierung von Transportaufträgen. Mittels einer mobilen App könnte man einen Transportauftrag generieren, sobald beispielsweise ein Transportmittel ausfällt und die liegengebliebenen Aufträge ein anderer Transporteur übernehmen muss. Zentrale Synchronisation mit MES Unabhängig von der Anwendung und deren Automatisierungsgrad ist die ständige Synchronisation mit einem zentralen System unabdingbar einerseits aus Transparenzgründen und andererseits, um kritische Situationen möglichst früh erkennen und nach Möglichkeit umgehen zu können. Ein System, das viele dezentrale Prozesse synchronisieren soll, muss dazu über ein breites Feld an Informationen verfügen und echtzeitfähig sein, um die vorhandenen Informationen auch nutzen zu können. Gemäß der VDI-Richt linie 5600 erfüllt ein Manufacturing-Execution-System (MES) wie HYDRA von MPDV genau diese Anforderungen und eignet sich daher sehr gut als zentrale Informations- und Datendrehscheibe in der Produktion. Das Wissen über Maschinen und Werkzeuge, Material, Aufträge sowie Fertigungspersonal befähigt ein MES, zentrale Synchronisationsaufgaben zu übernehmen. Andererseits kann ein solches System auch dezentrale Planungsszenarien überwachen und synchronisieren. Schließlich bleibt die Aufgabe, alle in der Fertigung erfassten Daten soweit zu verdichten, dass sich diese an ein überlagertes ERP-System zurückmelden lassen. Und spätestens hier wird deutlich: eine dezentrale Organisation kann zwar von großem Vorteil sein, Beim dezentralen Transportmanagement in MES HYDRA kann der Staplerfahrer selbst aus den verfügbaren Transportaufträgen wählen. Dadurch entfällt eine zentrale Transportplanung. Auf der elektronischen Kanban-Tafel in MES HYDRA sieht der Werker auf einen Blick, in welchem Zustand sich die einzelnen Kreisläufe befinden. Ein zentraler Eingriff ist nicht nötig. Bilder: MPDV ab einem gewissen Punkt ist eine zentrale Instanz jedoch unverzichtbar. Die Vorteile einer Dezentralisierung liegen auf der Hand: Dezentrale Intelligenz und Entscheidungsfreiheit reduziert sowohl den Planungsaufwand als auch die Komplexität an zentraler Stelle oft deutlich. Wichtig dabei ist die Synchronisation mit einer zentralen Instanz, zum Beispiel mit einem MES-System. Die eingesetzte Technologie spielt meist eine untergeordnete Rolle und unterstützt lediglich die dezentral organisierten Prozesse. Nun liegt es an jedem Fertigungsunternehmen selbst, die Ausgangssituation zu analysieren und zu definieren, welche Ziele man erreichen möchte. Die Einführung eines MES-Systems als zentrale Informations- und Datendrehscheibe ist in jedem Fall ein Schritt in die richtige Richtung die Umstellung auf dezentral organisierte Abläufe in Fertigung und Intralogistik ein zweiter. rt Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kletti ist Geschäftsführer der MPDV Mikrolab GmbH. 1 /2015 7

8 MANUFACTURING EXECUTION SYSTEMS Smarte Alternative zur Industrie 4.0 Viele mittelständische Betriebe befürchten infolge von Industrie 4.0 Probleme durch zu komplexe Systeme sowie hohe Investitionen. Eine bezahlbare Alternative könnte ein MES sein, das die notwendige Kollaborationsproduktivität durch Integration gewährleistet und schon heute Produktivitätsreserven freisetzt. VON EVA GÜNZLER DIE ANFORDERUNGEN an Produktionsbetriebe nehmen kontinuierlich zu. Neben Verbesserungen auf Produkt- und Prozessebene liegt eine flexible Fertigung im Trend, um Kleinstmengen und Einzelstücke nach individuellen Kundenwünschen gewinnbringend zu produzieren. In diesem Kontext ist der Begriff Industrie 4.0 nicht mehr wegzudenken. Er steht für die vierte industrielle Revolution. In Anlehnung an das Schlagwort der Industrie 4.0 wird im Folgenden unter dem Motto Lean MES 4.0 ein Manufacturing-Execution-System (MES) als bezahlbare und zukunftssicherere Alternativlösung für den Mittelstand vorgestellt. Die Industrie 4.0 kennzeichnet eine neue Stufe der Organisation und Steuerung der gesamten Wertschöpfungskette über den Lebenszyklus von Produkten, der vor allem durch das Zusammenwirken von klassischen Technologien und neuen internetbasierten Technologien (RFID usw.) möglich wird. Die Industrie 4.0 verspricht eine höhere Produktivität durch eine bessere vertikale und horizontale Integration von dezentraler Intelligenz (siehe Grafik). Industrie 4.0 verspricht eine höhere Produktivität durch eine bessere vertikale und horizontale Integration von dezentraler Intelligenz. MES als Brückentechnologie Voraussetzung für eine solche Smart Factory ist die Verfügbarkeit aktueller und nachvollziehbarer Informationen (und verarbeitender Intelligenz) an jedem Ort und zu jedem Zeitpunkt. Durch eine umfassendere vertikale und horizontale Integration der dezentralen Information und Intelligenz entsteht so die geforderte bessere Kollaborationsproduktivität. MES-Lösungen wie bisoft MES von gbo datacomp verwandeln in diesem Sinne bereits seit Jahren Betriebsdaten in relevante Informationen, machen sie umfassend und überall verfügbar und nutzen sie für eine optimale Steuerung. Das integrierte Werkstück ist der Grundgedanke der Industrie 4.0: Es beinhaltet aktives Wissen, kommuniziert mit Maschinen, Werkzeugen sowie Menschen und sucht sich seinen optimalen Weg durch die Produktion unter Berücksichtigung eventueller Anlagestörungen, Reihenfolgen von Terminen und mit optimalem Energieverbrauch. Die modernen MES-Lösungen stellen diese Verbindung zwischen Mensch, Maschine, Material und Werkzeug bereits durch die zentrale Daten- und Prozessbasis her und ermöglichen schon heute eine hohe Integration in Managementsysteme ein wichtiger Schritt in Richtung Industrie 4.0. Auch in Zukunft muss man integrative Aufgaben nicht zwangsweise auf das intelligente Werkstück auslagern, insofern werden MES-Systeme auch künftig diese Rolle in vielen Steuerungsszenarien übernehmen. Über gbo datacomp Die gbo datacomp GmbH bietet als Full-Service-Dienstleister ganzheitliche Lösungen im Bereich Fertigungsmanagementsysteme (MES) an. Der Augsburger Lösungsanbieter mit Standorten in Rimbach, Heilbronn, Gütersloh, Hannover, Hamburg und Berlin kann dabei auf eine 30-jährige Erfahrung zurückgreifen. Basierend auf der modularen MES-Lösung bisoft umfasst das Leistungsangebot Hardund Software-Produkte zur Erfassung, Verarbeitung und Auswertung von Produktionsdaten. Das Unternehmen entwickelt und verkauft nicht nur MES-Lösungen, sondern steht seinen Kunden auch beratend zur Seite, wenn es um die Einführung, Anlagenintegration und praktische Durchführung der MES-Lösung geht. Derzeit betreut gbo datacomp weltweit mehr als 850 Systemlösungen und Kienzle- Schreiber-Maschinenterminals. Standardisierte Schnittstellen als Basis Damit MES dies optimal werden leisten können, gilt es, eine globale Standardsprache für die Schnittstellen zu entwickeln. Eine standardisierte Schnittstellensprache und ein dadurch vereinfachtes Lean MES ermöglicht schnellere Innovationen auch für einen Mittelstand. Dies ist ein wichtiger Aspekt, denn die deutsche Wirtschaft ist durch mittelständische Betriebe geprägt, so dass der Mittelstand hierzulande für das von Bund und EU geförderte Projekt Industrie 4.0 erfolgsentscheidend ist. Doch ist Industrie 4.0 überhaupt mittelstandstauglich? In puncto Industrie 4.0 und Mittelstand sind folgende Aspekte zu berücksichtigen: Der Mittelstand ist von den technologischen und organisatorischen Voraussetzungen her heterogen aufgestellt. Industrie-4.0-Lösungen für den Mittelstand können kein technisches Basis- Szenario oder einen bestimmten Reifegrad voraussetzen. 8 1 /2015

9 MANUFACTURING EXECUTION SYSTEMS Lean MES als Basis für ein mittelstandstaugliches Industrie 4.0. Bilder: gbo datacomp Internationale Fachmesse Werkzeug-, Modell- und Formenbau Der Mittelstand wird nur da investieren, wo der Return on Investment sichtbar ist, und nur so viel, dass die Wirtschaftlichkeit optimiert wird. Hightech-Lösungen und Big-Bang-Lösungsszenarien sind daher keine ideale Lösung. Als Alternative gelten: schlanke, aber integrationsoffene Systeme auf Basis offener Standards, die die heute vorhandene Systemlandschaft unterstützen und sukzessive vorhandene Produktivitätspotenziale realisieren. MES und Lean Unter diesen Voraussetzungen wird derzeit Lean MES diskutiert. Darunter versteht man funktional schlanke MES-Lösungen als Drehscheibe, die durch ergänzende Integrationstools verschiedenste Systeme, Anlagen, Werkzeuge, Materialien und Menschen vernetzen. Die Daten stehen in Echtzeit an jeder beliebigen Stelle zur Verfügung von der Verdichtung der Einzelinformationen an der Maschine bis hin zum effizienten Kennzahlenmanagement. Der reibungslose Datenaustausch via Cloud mit Vorlieferanten, Zulieferern und Endkunden ist in diesem Szenario gewährleistet. Da aufgrund der tiefen Vernetzung das Thema Datensicherheit ein kritischer Punkt ist, kommt der Beachtung von Datensicherheit eine hohe Priorität zu. Insgesamt wird so ein schlankes, vernetzendes MES 4.0 zur Plattform für den Entwicklungspfad in die Zukunft. Industrie 4.0 und Lean Passen die auf dem ersten Blick unvereinbaren Konzepte Industrie 4.0 und Lean überhaupt zusammen? Als CIM, der Vorläufer von Industrie 4.0, scheiterte, war Lean gerade die Alternative beziehungsweise die Gegenbewegung. Die Industrie 4.0 kann hier aus den Fehlern von CIM lernen. Nicht zentralisierte, maximal funktionale, monolithische Systeme sind nicht zukunftsträchtig, sondern vernetzte, dezentrale und schlanke Lösungen, die über eine gemeinsame Sprache miteinander verbunden sind. Insofern muss Industrie 4.0 wenn überhaupt ein Lean CIM sein, bei dem Technologie und Integration eine Schlüsselrolle spielen, aber situativ je nach Kontext eingesetzt werden. Schlanke MES- Systeme erlauben das sukzessive Wachsen von Industrie-4.0-Lösungen und sind somit ein idealer Ausgangspunkt. Fazit: Das Szenario einer Smart Factory ist zwar noch Zukunftsmusik, doch die Weichen dafür sind gestellt. Lean MES 4.0 auf der Basis von Standards und einer einheitlichen Sprache ist die Basis einer schlanken und damit mittelstandstauglichen Zukunftsausrichtung. rt DIE NEUE LEISTUNGSSCHAU DES WERK- ZEUG-, MODELL- UND FORMENBAUS. Sie sind Einkäufer in der kunststoff- und metallverarbeitenden Industrie und suchen Hightech-Werkzeuge für Ihre Produktion? Oder Sie sind selbst Werkzeug-, Modell- und Formenbauer, Konstrukteur oder Produktentwickler und wollen sich über aktuelle technologische Innovationen informieren? Dann besuchen Sie die MOULDING EXPO. Hier zeigen die füh renden Unternehmen der Branche ihr Know-how und ihre Produkte von Formen für den Spritz- und Druckguss über Stanz- und Umformwerkzeuge bis zu den neuesten Entwicklungen im Modell- und Prototypenbau oder bei additiven Fertigungsverfahren. Zudem werden sich in Stuttgart alle namhaften Zulieferer und Dienstleister für den Werkzeug-, Modell- und Formenbau mit ihren Technologie-Highlights präsentieren. Freuen Sie sich auf die MOULDING EXPO mitten im größten Markt für Industriegüter und auf dem schönsten und modernsten Messegelände Europas MAI 2015 MESSE STUTTGART

10 ERP UND MES IM DUETT Wem ERP allein nicht reicht Sowohl ERP als auch MES sollen Geschäfts- und Produktionsprozesse optimieren. Welche Vorteile Unternehmen haben, wenn sie beide Systemarten einsetzen, beschreibt dieser Beitrag. VON BERNHARD FALKNER ERP-SYSTEME sind komplex und schwerfällig sorgen aber auch für durchdachte und einheitliche Geschäftsprozesse in der Organisation; damit optimieren sie die Kommunikation zwischen Abteilungen. Stärken haben sie im Finanz- und Rechnungswesen, im Controlling und in der Personalwirtschaft, in Verkauf wie Marketing und in der Stammdatenverwaltung. In der Produktionsplanung bildet das ERP den groben Planungshintergrund, der sehr wesentlich ist und auf dem jedes MES aufbaut. ERP ist also ein Fundament, auch in der Fertigung. In der täglichen Arbeit eines Fertigungsplaners geht es nicht nur um die Vorausschau über mehrere Monate, sondern darum, was in den nächsten Stunden, in den nächsten Schichten passiert. In diesem Kurzfristbereich sind eine hohe Flexibilität und auch ein bestimmter Detaillierungsgrad gefragt, was von ERP- Systemen nicht in dieser Qualität geleistet werden kann und muss. Die VDI-Richtlinie VDI 5600 formuliert es so: Manufacturing Execution Systems (MES) sind nicht nur Instrumente zur Generierung von Kennzahlen. Ermöglicht wird auch die permanente Neubewertung Während das ERP im ganzen Unternehmen geschätzt wird, spielt das MES seine Stärken in der Fertigungsplanung aus. der aktuellen Fertigungssituation und somit eine permanente Neuplanung für das Fertigungsgeschehen in der nahen Zukunft. Nur so kommt die Fertigungsplanung ganz nah dran, an die Fertigung, an die Maschine und an die Werker. Tiefer bohren, als das ERP kann Die Vorteile aktueller MES-Lösungen in der Fertigung kommen richtig zur Geltung, wenn man alle Möglichkeiten nutzt etwa die Rüstoptimierung durch besser geplante Belegung der Maschinen auf Ebene der einzelnen Maschinen. Für gewöhnlich planen ERP-Systeme hingegen üblicherweise mit groben Arbeitsplatzgruppen, brechen die Planung also weniger weit herunter. Es ist eher selten, dass hier noch eine Sekundärressource wie der einzelne Werker berücksichtigt werden kann, was wiederum in der Feinplanung in einem MES-System Standard sein sollte. Dort ist auch die Kopplung zur Personalzeiterfassung (PZE) und zu Schichtmodellen vorhanden. In ERP-Systemen hat man in der Regel Kapazitätstöpfe, die man aus einem Betriebskalender entnimmt und nicht aus der konkreten Planungssituation, wie sie sich aus der Personalsituation ergeben kann. Satelliten am Systemhimmel Dennoch ist ein MES-System nur eines von vielen Systemen, die wie Wolken oder Satelliten um das ERP herum angeordnet sind. In der Praxis gruppieren sich um die Betriebssoftware Satelliten für die Bereiche Business Intelligence (BI), Big Data, Controlling oder Qualitätssicherung (QS). Auch hier zeigt sich, dass das ERP eine notwendige Basis ist. Es ist das Integrationsystem, bei dem die Satelliten die Daten entweder herausziehen oder hineinliefern. Und genauso zielt ein MES-System ganz klar in Richtung Fertigung und stellt das Bindeglied zur Maschine dar. Das MES sorgt für die Daten aus der realen Welt, wie diese eben in der Fertigung anfallen zeitnah in möglichst guter Qualität und möglichst nur einmal erfasst. Die Bereitstellung der Daten erfolgt aber in einem Detaillierungsgrad, die ein ERP-System im Normalfall gar nicht interessiert. Die Daten werden daher verdichtet und validiert an das ERP-System weitergegeben, damit dort die zu bewältigenden Aufgaben wie Nachkalkulation, die gesamte Abwicklung des Kundenauftrags bis hin zur Lieferung auf einer validen Datenbasis fundiert gemanagt werden können. In dieser vom MES erzeugten hohen Qualität bilden diese Daten schließlich eine verlässliche Basis für Managemententscheidungen. Wertschätzung auf dem Shop Floor An dieser Stelle kommen auch unternehmensinterne Unterschiede ins Spiel, die die Primärzielgruppen von ERP- und MES-Systemen voneinander abgrenzen. So haben wir auf der einen Seite die ERP-Nutzer im eher betriebswirtschaftlichen Teil des Unternehmens mit Geschäftsführung, Finanzbuchhaltung, Controlling und anderem finanztechnischen Background und Anwendungen. Auf der anderen Seite liegt die Welt der 10 1 /2015

11 ERP UND MES IM DUETT Fertigung mit spezifischen und zum Teil bereits beschriebenen Anforderungen an die Planung. Will man nun als IT-Systementwickler eine Lösung schaffen, die sowohl für den Controlling-Leiter als auch für den Fertigungsleiter passt, wird man scheitern oder einen nur schlecht funktionierenden Kompromiss präsentieren können. Aus diesem Grund gibt es MES-Lösungen mit klarem Fokus auf die Fertigung und ERP-Systeme mit der Konzentration auf die betriebswirtschaftliche Seite des Unternehmens. Engpässe vermeiden Eine Maschine streikt, ein Groß- oder Eilauftrag muss erledigt werden, Werker fallen krankheitsbedingt aus die Fertigungsplanung hat stets die Notwendigkeit, sehr rasch auf geänderte Bedingungen reagieren zu müssen. Jedes Unternehmen schafft fast im Halbjahreszyklus neue Maschinen an, baut neue Hallen all das muss ein MES-System schnell und flexibel aufnehmen, umsetzen und abbilden können. Bei dieser großen Bandbreite an sich ändernden Szenarien kommen die ERP- Systeme normalerweise nicht mit und das ist auch nicht unbedingt notwendig, weil die dort abgebildeten Prozesse Fertigungsplanung MES MES eignet sich für kurzfristige operative Planung und ermöglicht eine verbesserte Abstimmung zwischen Material, Personal, Kapazitäten und Terminen. Ergebnis ist eine kollisionsfreie Bearbeitung der Aufträge. Personalwirtschaft MES beschäftigt sich mit dem für den gesamten Fertigungsprozess eingesetzten Personal, plant und kontrolliert den Personaleinsatz (die Schichten und die Zuordnung von Personal zu Aufträgen und Maschinen). Kontrolle der Produktion Rückverfolgung von Produkten, Bauteilen und Chargen Prozesssteuerung und -überwachung Gegenüberstellung MES und ERP. MES liefert Informationen über aktuellen Zustand in der Produktion und führt die Maschinenbelegungs- und Terminplanung für die Auftragsfertigung durch. Mit einem MES ist es möglich, zu wissen, wie, wann, wo, wofür, durch wen ein Produkt oder ein Bauteil benutzt, hergestellt oder transportiert wurde. MES enthält Funktionen für Transportplanung, Visualisierung von Fertigungsnetzwerken, Maschinen- oder Stationsteuerung, Überwachung und Dokumentation einzelner Schritte. erfahrungsgemäß von längerer Dauer sind. Man sollte hier aber nicht von einer Schwachstelle des ERP-Systems sprechen, denn es ist ein Bereich, worauf einfach nicht sein Fokus liegt. Ob ein Produkt mit einem Prozess A oder B an der Maschine C oder D hergestellt wird, ist dem Finanzbuchhalter oder dem Verkäufer in der Regel völlig egal. Es zählt das fertige Produkt. Aber in der Fertigung ist genau dies je nach Situation ein großer Unterschied es bedeutet, Termine halten zu können, Personal nicht überzubelasten oder abstrakter ausgedrückt: Engpässe zu vermeiden. Genau dort muss das MES-System reagieren und die Flexibilität bieten, Änderungen rasch abzubilden und optimal zu unterstützen. Pointiert könnte man auch sagen: Die eigentliche Wertschöpfung spielt sich auf dem Shop Floor ab. ERP Die Planung im ERP basiert auf Prognosen und planbaren Ressourcen und ist mittel- bis langfristig ausgelegt. Schwerpunkte liegen in den Bereichen Personal, Materialmanagement und Finanzen. Im ERP wird das gesamte Personal des Unternehmens betrachtet. Dabei werden die Personalbeschaffung, -einsatz, -entwicklung, -controlling und Entgelt berücksichtigt. Das ERP gibt nur bedingt Informationen über aktuelle Fertigungsprozesse. Flexible Reaktionen auf aktuelle Ereignisse in der Produktion sind nicht möglich. Mit ERP ist es nicht einfach, detaillierte Informationen über die Herstellungsprozesse eines Produktes zu bekommen. Wie, wann, wo, wofür, durch wen ein Bauteil und Produkt benutzt oder hergestellt wird, lässt sich nicht ermitteln. Mit ERP ist es nicht möglich, Prozesse in der Fertigung direkt zu steuern und zu überwachen. Quelle: Uni Siegen, gekürzt Es braucht Veränderungen Blickt man in Richtung Industrie 4.0 und damit in die Zukunft der Produktion, wird schnell klar, dass sich beide Systeme ändern müssen allerdings in unterschiedlicher Ausprägung. Industrie 4.0 ist ein breites Thema, bei dem automatisierungstechnisch getrieben neue Möglichkeiten in der Produktion entstehen, die wiederum neue Geschäftsmodelle ermöglichen. Und genau diese neuen Geschäftsmodelle erfordern die Unterstützung durch ein führendes System wie ein ERP. Was die MES-Systeme anbelangt, wird Industrie 4.0 zu Veränderungen führen der Weg geht in Richtung einer Produktion mit Losgröße 1 und wenn nicht das, dann doch zumindest in Richtung kleinerer Losgrößen. Dies wird heutige Kleinserien sicher eher treffen als die klassischen Serienfertiger. Doch auch diese könnten betroffen sein. Kleinere Losgrößen im großen Stil Die Fertigung muss sich in Zukunft auf eine viel feinere Erfassung von Daten des einzelnen Werkstücks, des einzelnen Produkts direkt am Shop Floor einstellen. Diese Daten wiederum bilden die Basis, auf der sich die Fertigung weiter flexibilisieren und im Sinne einer höheren Wertschöpfung weiter optimieren lässt es besteht beispielsweise berechtigte Hoffnung, das man trotz höheren Variantenreichtums Rüstzeiten mit anderen Methoden herunterfahren kann, weil sich Maschinen selbst umrüsten. Das sind sicherlich Dinge, die ein enges Zusammenspiel zwischen MES, Automatisierungstechnik und Maschine erfordern. In einem zweiten Schritt könnten neue Geschäftsmodelle entstehen, die den Bestand (oder das Kapital) an Daten firmenübergreifend nutzen. Welche Geschäftsmodelle das sein werden und welcher Dynamik sie unterliegen, lässt sich mit einem Blick in den Consumer-Bereich erahnen: Wenn man an ähnliche Umbrüche auch im Business-to-Business-Bereich denkt, an neue Geschäftsmodelle von kreativen Köpfen, dann ist auch ein ERP- System gefragt, das entsprechend zu unterstützen. Das immense Kapital an Daten aus dem MES im Industrie-4.0-Umfeld wird auch in den ERP-Systemen zwangsläufig zu Umbrüchen führen, damit die damit verbundenen Möglichkeiten abgebildet werden können. So gesehen sollten MES und ERP wachen Auges gemeinsam den Weg in Richtung Industrie 4.0 gehen, wollen sie auch hier wieder ihre wahren Stärken im Zusammenspiel entfalten. jbi Dipl.-Ing. Bernhard Falkner ist Geschäftsführer bei Industrie Informatik. 1 /

12 INDUSTRIE 4.0 Nicht plakativ sondern praktisch Maschinen, die aus Fehlern lernen und sich selbst optimieren damit Industrie 4.0 Gestalt annimmt, gilt es, sie rechtzeitig aus der Modellfabrik in die Wirklichkeit zu holen. Zu diesem Zweck hat ein Elektronik-Auftrags- Fertiger Partner aus dem MES-Umfeld und der universitären Forschung um sich versammelt. VON GERD OHL UND DIETER MEUSER Ein Blick in die Smart Electronic Factory bei Limtronik. DIE PRODUKTION von Elektronik als Dienstleistung fordert durch häufige Produktwechsel und viele Varianten eine hohe Flexibilität. Der Anbieter von EMS (Electronics Manufacturing Services), Limtronik, und das MES-Anbieter, itac Software, haben daher ein Konsortium gegründet, das die Ideen von Industrie 4.0 möglichst schnell in die Elektronikproduktion bringen soll, um Effizienz und Qualität weiter zu steigern. Mit im Boot ist auch die Technische Hochschule Mittelhessen. Im ersten Schritt wollen die Partner Algorithmen entwickeln, die qualitätsbeeinflussende Faktoren aus der Flut der Daten einer Elektronikfabrik automatisch ermitteln sollen. Big Data Analytics in Reinform Erstes Ergebnis des seit rund einem Jahr arbeitenden Konsortiums ist eine Evaluierungsumgebung auf Basis der Softund Hardwareprodukte der Mitglieder im Limtronik-Werk in Limburg an der Lahn: die Smart Electronic Factory. Bild: Limtronik Mithilfe der stetigen Analyse von Maschinen- und Prozessdaten lassen sich künftig Fehlerursachen automatisch erkennen. Über hiermit verknüpfte Mechanismen der Prozessverriegelung soll ein intelligenter Big-Data-Analytics-Regelkreis entstehen, der die Fehlleistungskosten möglichst auf null minimiert. Fehler automatisch vermeiden Limtronik erfasst und analysiert bereits heute für jeden primären Fertigungsschritt Maschinen-, Prozess- und Qualitätsdaten autark. Das Problem ist noch, dass sich von den Einzelschritten nur bedingt auf den Gesamtprozess schließen lässt, da sich die Wechselbeziehungen (Korrelationen) zwischen den erfassten Datenbeständen der einzelnen Prozesseschritte derzeit noch nicht automatisiert herstellen lassen. Die Aufgabe der Smart Electronic Factory ist nun vor allem, mithilfe leistungsfähiger Korrelationsanalysen einen automatischen Rückschluss auf die prozessbezogene Fehlerursache zu erhalten. Durch die Verknüpfung strukturierter und unstrukturierter Daten zu den Fehlleistungskosten ergeben sich für die Non-Conformance-Prognose neue Analysemöglichkeiten. Die über Jahrzehnte gepflegten Fehlerursachenkataloge werden mithilfe einer modernen Big-Data-Analytics-Plattform anhand von Qualitäts-, Produkt- und Prozessdaten aus der itac.mes.suite überprüft, um so eine Basis für entsprechende Maßnahmen zu schaffen. Um eine durchgängige und nachhaltige Qualitätssicherung zu gewährleisten, sucht die Software nach allen Fehlern sowohl innerhalb als auch außerhalb der vorgegebenen Toleranzen. Somit können künftige Industrie-4.0-taugliche-IT-Systeme nicht nur echte Fehler erfassen und über Qualitätsberichte dokumentieren. Vielmehr sollen sie Fehler bereits im Keim aufdecken, also bei geringen Abweichungen mittels geeigneter Maßnahmen entgegenwirken. Auf diese Weise, so die Hoffnung aller Beteiligten, sollen sich die Fehlleistungskosten erheblich minimieren und die Qualität der Produkte steigern lassen trotz steigender Varianz. Mensch und Maschine vereint Ziel des Projekts ist es also nicht nur, die Qualität in einer flexiblen Produktion zu steigern, die automatische Analyse soll auch ineffiziente Prozesse lokalisieren und Lösungsvorschläge ermitteln. Diese Vorschläge werden mit den jahrzehntelangen Erfahrungen der Prozessingenieure abgeglichen, um sich nicht nur auf Hypothesen einer Software zu verlassen. Mensch und Maschine arbeiten somit Hand in Hand an der Optimierung der Produktqualität zur Nullfehler- Fabrik /2015

13 INDUSTRIE 4.0 Die Vision oder der geplante Endausbau sieht die selbstlernende Maschine vor, die unter dedizierten Bedingungen in der Lage ist, selbst Fehlerursachen zu identifizieren und geeignete Maßnahmen zur Fehlervermeidung zu definieren beziehungsweise Meldungen an den Verantwortlichen des Prozesses zu verschicken. Dies folgt dem Gedanken der cyberphysischen Systeme (CPS), die durch die Kombination von geeigneten Softwaremodellen und physischen Maschinenelementen in gewissen Grenzen eine autarke Aktion der Produktionsmaschinen erlauben mit dem Ziel der Prozessoptimierung und Fehlervermeidung. Moderne Techniken der Datenanalyse, die auf bereits erfassten Informationen über Produkt, Prozess, Qualität und Umgebung anknüpfen können, sollen dies ermöglichen. Mit der bidirektionalen Kopplung des vorhandenen ERP-Systems sowie dem Fertigungsequipment wird eine durchgängige vertikale Integration realisiert, die zudem die vollständige Wertschöpfungskette abdeckt. Produktion transparent Ein weiteres Kernelement der Smart Electronic Factory ist Traceability also die Rückverfolgbarkeit der Produkte im Prozess. Sie ist ein weiterer Eckpfeiler der Idee Smart Electronic Factory. Um diese zu gewährleisten, sind in der Evaluierungsumgebung umfassende Traceability-Funktionen für eine lückenlose Rückverfolgbarkeit des Produkts integriert. Vom Rohmaterial bis zum Fertigerzeugnis wird jede einzelne Komponente über laserbeschriftete Data-Matrix-Codes oder Barcode-Etiketten verfolgt und stetig überwacht. Die Anlage ist in der Lage, jedes Einzelprodukt, Rohmaterialgebinde, Betriebsmittel und so weiter durch den gesamten Prozess zurückzuverfolgen, einschließlich der Dokumentation von Prozess- und Maschinenparametern, die bei der Verarbeitung zur Anwendung kommen. Die Firma Limtronik möchte ihren Kunden in Zukunft diese Option einer horizontalen Integration bieten. Dadurch kann bei Ausfällen im Feld beziehungsweise im Servicefall anhand der Produktseriennummer festgestellt werden, welcher Fehler, bedingt durch welche Ursache, wo in der Fertigung aufgetreten ist. Das Industrie-4.0-Konsortium um itac und Limtronik sieht das Evaluierungsmodell nicht nur als theoretisches Forschungsmodell, sondern evaluiert es in der Fertigung eines mittelständischen Betriebs mit Industrie-4.0-tauglicher Hard- und Software eingebettet in einer realen Fabrik. Ab in die reale Fabrik Die verschiedenen Anlagenmodule, Scanner, Sensoren werden über itac. smart.devices und Standard-Anlagenschnittstellen angekoppelt. Dies löst unter anderem das Schnittstellenproblem, mit dem die Elektronikindustrie in der täglichen Praxis zu kämpfen hat. Prozessbezogene Messwerte (Temperatur, Luftfeuchtigkeit und so weiter) ergänzen die vorhandenen Prozess- und Maschinendaten der einzelnen Anlagenmodule. Die Sensordaten werden über ein sogenanntes itac.smart.sensordevice erfasst und den Mechanismen der Fehlerursachenanalyse zugeführt. Gemäß Schichtkalender und den einsatzfähigen Betriebsmitteln übernimmt ein APS-Modul die Feinplanung von Aufträgen unter Berücksichtigung verschiedener Abhängigkeiten, beispielsweise Maschinen- und Materialverfügbarkeit oder produktive Zeiten. Die Planungsfunktion arbeitet direkt auf den vom MES zur Verfügung gestellten Daten und kann damit in nahezu Echtzeit auf Veränderungen in der Fertigung reagieren. Die Organisation autonomer Ad-hoc-Vernetzungen zwischen einzelnen Anlagen bedarf jedoch herstellerunabhängiger Kommunikationsstandards und stellt itac und Limtronik vor eine besondere Herausforderung, die nur mit Unterstützung der einzelnen Anlagenhersteller gelöst werden kann. OPC UA fungiert in diesem Zusammenhang als M2M-Kommunikationsprotokoll. Aller- PSIPENTA dings gilt es nun zu analysieren, ob und in welchem Umfang dieser oder auch weitere Standards in die Elektronikfertigung eingeflochten werden können. Fazit Die Smart Electronic Factory steht für eine intelligente Qualitätssicherung, denn sie gewährleistet eine ständige Behebung aller Fehlerursachen und Prozessfehler und das bevor Auswirkungen auf die Produktion sichtbar werden. Kostenintensive Produktionsausfälle oder Garantiefälle lassen sich so verhindern. Durch die Entwicklung einer individuellen Evaluierungsumgebung in der Elektronikfertigung ist die gemeinsame Lösung von Limtronik und itac real und praxisnah. Die Industrie-4.0-Informations- und Demonstrationsplattform zeigt den Weg zur vierten industriellen Revolution oder auch zur Evolution einer realen Elektronikfabrik auf. jbi Gerd Ohl ist Geschäftsführer bei der Limtronik GmbH und Dieter Meuser ist CTO bei der itac Software AG. ERP, MES & mehr für die Smart Factory» Besuchen Sie uns in Halle 5 Stand E16. Besuchen Sie uns in Halle 7 Stand A26. Software for Perfection in Production 1 / Digital Manufacturing_1-2015_90x130mm.indd :27:52

14 ADVANCED PLANNING & SCHEDULING Mehr Termintreue in der Prozessindustrie Die Planung und Einhaltung von Lieferterminen wäre völlig unproblematisch, gäbe es nicht ungeplante Wartungspausen der Maschinen oder andere Engpässe. Doch nur zu leicht können Verzögerungen die Liefertreue gefährden. Das Mittel dagegen: Änderungen im Planungsprozess und die Entscheidung für den Einsatz einer APS-Software. Temmler Pharma, ein pharmazeutischer Auftragsfertiger aus der Aenova Unternehmensgruppe, ist diesen Weg mit Erfolg gegangen. VON DR. JOCHEN KINDORF UND DR. FALK VON FALKENHAUSEN OBWOHL Temmler Pharma eine Vielzahl von Auftragsfertigungen und eigene Produkte unter einen Hut bringen muss, liefert das Unternehmen mit höchster Termintreue. Vor drei Jahren war dies noch nicht selbstverständlich. Die Ausgangslage damals: Der Auftragsfertiger mit seinem Werk in Marburg arbeitete im Regelfall in drei Schichten an fünf Tagen. Zusätzlich nutzte man die Möglichkeit, die Fertigung eigener Produkte zugunsten der Auftragsfertigung flexibel zu verschieben, wann immer es die Bestandsund Bedarfssituation zuließ. Doch mehr und mehr kam es zu Häufungen von Lieferverzögerungen. Pharmazeutische Produkte von Temmler Pharma. Bild: Temmler Pharma Das Management erkannte den Handlungsbedarf und holte sich Anfang 2012 mit der Wassermann AG Unterstützung von außen ins Unternehmen. Gemeinsam mit dem auf Supply Chain Management spezialisierten Prozess- und IT-Beratungshaus identifizierte Temmler Pharma die unzureichende Liefertermintreue als Symptom für eine Reihe von Prozess- und Organisationsschwächen. So stimmten Produktionsplanung und tatsächliche Produktion nicht immer überein, es fehlte an Transparenz und kapazitiver Absicherung. Hinzu kam, dass weder der Personaleinsatz noch die Qualitätskontrolle in die Produktionsplanung integriert waren. Eine terminlich weitgehend manuelle Disposition der Fremdbeschaffung, mangelnde Synchronisation der Prozesse und vergleichsweise hohe Bestände kamen ebenfalls auf die Liste. Dabei rückten die SCM-Berater mit ihrer Analyse ein bekanntes, aber für Temmler mit den damals vorhandenen Werkzeugen nicht lösbares Thema in den Fokus: Die Produktionsplanung war entkoppelt vom ERP-System. Mangelnde IT-Unterstützung der Planung Bisher plante der Pharma-Spezialist in Excel, losgelöst vom ERP-System Charisma. Analysen und Befragungen der Beteiligten zeigten warum: Die technischen Möglichkeiten des ERP-Systems reichten nicht aus, um ein modernes Planungsleitbild ausreichend funktional zu unterstützen. Doch mangelnde IT-Unterstützung kann immer nur ein, wenn auch gewichtiger Aspekt von Planungsproblemen sein. Ebenso in Prozessen und der Organisation zeigten sich bei Temmler Pharma Potenziale für Verbesserungen. Die Situation hatte sich zusätzlich verschärft, weil die Stelle des Planungsleiters im Werk Marburg Anfang 2012 vakant war. Damit dies nicht zu Projektverzögerungen führte, sprang Dr. Jochen Kindorf als Projektleiter und Interimsmanager ein und führte in dieser Funktion die mit dem Unternehmen erarbeiteten Prozesse parallel zur APS-Software gleich in die Praxis ein. Eine unorthodoxe, aber sehr zielführende Lösung. Die Planung war bisher der Produktion unterstellt gewesen. Für Wassermann ein Hinweis darauf, dass die Sichtweisen der Beschaffung und des Vertriebs in der Planung unterrepräsentiert blieben beziehungsweise Anzahl und Art der organisatorischen Schnittstellen ungeeignet waren und eine mögliche Erklärung, warum Engpässe oft nicht rechtzeitig erkannt wurden. So führte das Projekt zu Organisationsveränderungen und man etablierte ein neues Planungsteam auf Augenhöhe zu Produktion, Qualitätskontrolle (Qualitätseinheiten: QS, QK und QP als Einheit zusammengefasst, da diese auch Termine beeinflussen) und Vertrieb. In diesem Team sind die Funktionen die Planung aller relevanten Prozesse der Leistungserstellung und die Beschaffung versammelt; dadurch und durch die Einordnung in Teams in die 14 1 /2015

15 ADVANCED PLANNING & SCHEDULING Organisation kann man Neutralität und Ausgewogenheit gewährleisten. Basis für die Zusammenarbeit sind das Planungsleitbild sowie die zwischen den Schnittstellen vereinbarten Planungsregeln. Die Planung ist für jeden transparent, nachvollziehbar und verbindlich Eskalationsstufe im Konfliktfall ist die Betriebsleitung beziehungsweise die Geschäftsführung. Das Supply Chain Cockpit lenkt die Aufmerksamkeit des Planers per parametrierbarer Ampellogik auf kritische Kennzahlen in seinem Verantwortungsbereich. Detaildaten und Angriffspunkte für Gegenmaßnahmen sind per Absprung nur einen Mausklick entfernt. Bildquelle: Wassermann AG Simulation in der Planungs-Suite wayrts Wie kann man flexibel auf Änderungen reagieren? Immer noch stellte sich die Frage, wie zum Beispiel mit der produktionsbedingt (in Bezug auf die Durchlaufzeit) unsicheren Herstellung von Retardpellets umgegangen werden sollte. Wenn das Ergebnis der Qualitätskontrolle über die Belegung einer Linie entscheidet, muss es Möglichkeiten geben, ohne Verzögerung umzudisponieren, trotzdem andere Restriktionen im Auge zu behalten und möglichst nicht zu verletzen. Dabei kann man den Bereich der Bulkproduktion nicht beliebig umstellen, um die erforderlichen Rüst- und Reinigungszeiten gering zu halten. Die Entscheidung, künftig die Software wayrts (Real Time Simulation) zur Planung einzusetzen, ist im April 2012 gefallen. Das ERP sollte als stammdatenführendes System beibehalten werden: Eine Schnittstelle ermöglicht den automatischen Export planungsrelevanter Daten von Charisma nach wayrts sowie das Zurückschreiben von geänderten Daten. Schon während der Implementierung der Software arbeitete sich ab Juni der neue Planungsleiter für das Aenova Werk Marburg ein. Im August 2012 ging das System live. Seither wird mit einem Planungsleitbild gearbeitet, das die Erzeugung einer täglich aktuellen, machbaren und abgestimmten Planungssituation vorsieht. Die Fähigkeit des Systems, jederzeit Anfragen oder beliebige andere What-if -Szenarien mit ihren Auswirkungen auf Ressourcen, Termine und Kapazitäten darzustellen, ermöglicht es den Planern, Problemlösungen zu simulieren, ohne bereits operative Maßnahmen anzustoßen. Die Realtime-Szenario-Technik der In- Memory-Planungs-Suite wayrts erlaubt gespiegelte Simulationsumgebungen, die man bei Bedarf synchron zur Hauptumgebung halten und über Kennzahlen gegenüberstellen kann. Der Vergleich der synchron gehaltenen, übersichtlich visualisierten Szenarien erlaubt dem Anwender fundierte Entscheidungen und bietet zugleich die Möglichkeit, gewünschte Szenarien wieder in die Hauptumgebung zurückzuspielen. Optimale Auslastung und transparente Planung Die verbesserte Planungsgenauigkeit ermöglichte es dem Aenova-Werk in Marburg, die Anlagen besser und verlässlicher auszulasten und die Materialverfügbarkeit zu optimieren. Der Akzeptanz der neuen Planungsprozesse kam die Transparenz zugute, die das wayrts-modul waymes (Manufacturing Execution System) bietet. Mit dieser Lösung sind alle am Prozess beteiligten Mitarbeiter in den operativen Planungskreislauf eingebunden. Die Grafiken und Listen des Moduls bieten den Mitarbeitern Transparenz und den aktuellen Planungsstand inklusive der künftigen Aufträge und Liefertermine auf dem Bildschirm. So lässt sich viel Zeit für erforderliche Absprachen einsparen und mögliche Probleme können mit allen Beteiligten und Verantwortlichen vorausschauend diskutiert werden. Vorbildliche Liefertreue Ein positiver Nebeneffekt der Abschaffung Excel-basierter Planungswerkzeuge war die Rückbesinnung auf die Stammdatenpflege das ERP-System Charisma wird seither wieder wesentlich intensiver und besser genutzt. Dies gilt insbesondere für die Prozesszeiten in den Rezepten, die ihrerseits wiederum Grundlage für Kalkulation und Nachkalkulation sind. Auf eine akkurate und aktuelle Datenbasis im ERP zurückgreifen zu können beziehungsweise diese zu erarbeiten, ist in Wassermann-Projekten ein wesentlicher Baustein für eine verlässliche Planung. Liefertreue ist für die Kunden eines Auftragsfertigers naturgemäß von größter Bedeutung und dank unserer umfassenden Planung in wayrts erreichen wir heute eine Liefertreue von gleichbleibend deutlich über 90 Prozent, sagt Standort-Betriebsleiter von Hagel. Wir rollen die Nutzung des Tools mittlerweile auch auf das taktische Sales & Operations Planning aus, um noch vorausschauender zu agieren und Entscheidungen zu treffen. Die Sicherheit einer realistischen, machbaren Planung hat es uns außerdem erlaubt, die Bestände um zwölf Prozent zu reduzieren. rt 1 /

16 INDUSTRIE-ROBOTER Bolzen mit Präzision Leicht sollen sie sein und elektrisch und schnell: die Autos von morgen dafür soll etwa CFK sorgen. Der neue Werkstoff im Fahrzeugbau stellt die Lieferanten von Roboter-Anlagen wie Reis aus Obernburg vor ganz neue Herausforderungen. VON STEPHAN H. GURSKY Die Bauteilfreigabe erfolgt nach der 3D-Vermessung. Roboter klebt Bolzen auf CFK-Bauteil, zum Aushärten wird die Klebestelle erwärmt. LEICHTBAU und Carbon-Faser-verstärkte Kunststoffe (CFK) haben ihren Siegeszug im Flugzeugbau begonnen und verbreiten sich nun auch im Fahrzeugbau. Das Unternehmen Advanced Composite Engineering (ACE) am Bodensee ist einer der Spezialisten für Faserverbundwerkstoffe mit 30 Jahren Erfahrung aus dem Flugzeugbau. Denn das Unternehmen ging aus einem früheren Geschäftsbereich von EADS/Dornier hervor. Erstmals in der Unternehmensgeschichte der Serienfertigung von CFK- Strukturbauteilen übernimmt ein Roboter das Setzen von Befestigungsbolzen bei Teilen für ein Sportwagenprojekt. Die speziellen Herausforderungen waren die Prozess-Sicherheit und die Programmierung der asymmetrischen Teile. Mehr denn je geht es im Fahrzeugbau darum, Energie zu sparen und die Performance zu erhöhen. Letzteres besonders bei Sportwagen, ersteres bei Elektrofahrzeugen. Ein Weg zu diesen Zielen ist, das Gewicht der Fahrzeuge zu reduzieren, etwa durch den Einsatz von Faserverbundwerkstoffen den Weg in Fahrzeuge. Im Projekt suchten wir einen erfahrenen Automationspartner, der in der Lage ist, unsere Serienfertigung von Strukturbauteilen für Fahrzeuge zu automatisieren und dabei gleichzeitig sein Prozess-Know-how einzubringen, erklärt Benjamin Haller aus der Serienprozesstechnik bei ACE. Wir fanden mit Reis ein Unternehmen, das uns die notwendige Sicherheit des Prozesses garantieren konnte. Insbesondere das umfassende Dienstleistungspaket mit einer Offline- Programmierung der Anlage hat uns die Arbeit wesentlich erleichtert. Bolzen setzen für Produktvarianten Die CFK-Strukturbauteile selbst entstehen in einem vorgelagerten Fertigungsprozess bei ACE. Im Folgeschritt müssen auf die dreidimensionalen Körper unterschiedliche Bolzen exakt fixiert und dauerhaft befestigt werden, die im Folgenden unterschiedliche Baugruppen eines Fahrzeugs aufnehmen sollen. Da es insgesamt bis zu sechs Varianten gibt, sollen Warenträger sicherstellen, dass sich alle auf derselben Fertigungslinie bestücken lassen. Reis hat zu diesem Zweck ein umlaufendes System mit Kettenförderung entwickelt, das die Warenträger aufnimmt und damit gleichzeitig als Puffer dient, um den Prozess möglichst kontinuierlich laufen lassen zu können. Dazu legt der Werker ein Rohbauteil auf den Bauteilträger in der Zuführungsund Entnahmestation und fixiert es mittels Spannern. Das korrekte Schließen der Spanner überwachen Sensoren nur, wenn alle Spanner geschlossen sind, nimmt die Anlage das Bauteil auf. Autarker Prozess mit Sicherheit Über das Kettenfördersystem gelangen die Warenträger nacheinander in die Bearbeitungsstation, in der der Roboter auf sie wartet. Um die Bolzen sicher an den entsprechenden Stellen aufzusetzen, nutzt er zunächst ein Werkzeug mit optischen Sensoren, das allein anhand der Kontur die Bauteile erkennen und unterscheiden kann. Entsprechend wählt er selbstständig das passende Programm /2015

17 Dies garantiert eine hohe Prozesssicherheit ein essentieller Aspekt bei den teuren Bauteilen. Vor der eigentlichen Bearbeitung erfolgt nun ein Werkzeugwechsel. Dem Roboter stehen je nach benötigter Bolzenart zwei unterschiedliche Setzsysteme zur Verfügung, die er je nach Programm wählt. Setzsysteme und Bolzen kommen von der Firma Stanley Engineered Fastening Tucker und wurden von ACE gewählt. Die Verbindung zwischen Bolzen und Bauteil erfolgt über den Flansch eines jeden Bolzens, auf den ein spezieller Klebstoff vorappliziert ist. Induktive Erwärmung des Bolzens lässt den Klebstoff binnen weniger Sekunden vernetzen, so dass nach dem Abkühlen direkt die Endfestigkeit erreicht wird. Pro Bauteil klebt der Roboter bis zu 30 Bolzen und das mit höchster Präzision denn jeder Bolzen muss auf dem dreidimensionalen Teil stets senkrecht zur Oberfläche sitzen, um die Haftung zu garantieren. Deshalb lagern die Bolzen als Schüttgut in einer über der Anlage befindlichen klimatisierten Kabine und gelangen in Systemen vereinzelt über zwei Übergabeeinheiten zum Roboter und damit zum Klebevorgang. Diese Auslegung der Anlage garantiert eine optimale und gleichbleibende Umsetzung der Parameter, die für diesen Prozess vorgegeben wurden. Externe Programmierung Die Roboteranlage von Reis ist die erste ihrer Art bei ACE. Nicht zuletzt deshalb war die externe Offline-Programmierung bei Reis in Obernburg eine Arbeitserleichterung. Wir brauchten kein Spezial-Knowhow aufzubauen und konnten uns sicher sein, dass die generierten Programme für den praktischen Einsatz perfekt funktionieren, ergänzt Haller. Zudem habe sich durch die Dienstleistung die Anschaffung notwendiger Offline-Programme wie Pro- Vis und RobOffice erübrigt. Folgender Ablauf hat sich bei der Inbetriebnahme der Anlage und bei einer Vorproduktion im Hause Reis bewährt und etabliert: ACE liefert den 3D-Datensatz eines jeden neuen Bauteils. Die Daten werden für die Offline-Programmierung aufbereitet, um danach mit ProVis das Bauteilprogramm zu erstellen. In Abstimmung mit dem Kunden wird danach das Programm vor Ort in die Anlage integriert und ein Musterbauteil gefertigt. Diese Vorgehensweise ermöglicht einen INDUSTRIE-ROBOTER Erfolg in Detailansicht: An diesem Bolzen wird später eine Fahrzeugbaugruppe befestigt. Bilder: Reis und ACE gezielten Bauteilstart mit dem entsprechenden Fachpersonal. Der vorstehend skizzierte Ablauf basiert auf den bereits im Vorfeld erbrachten Leistungen von Reis. Dazu gehört insbesondere ein 3D-Simulationsmodell der Anlage, bestehend aus Bearbeitungsstation, Vorrichtung, Bauteil, Warenträger, Roboter, Bolzen sowie Werkzeuge und Messwerkzeuge. Diese waren Voraussetzung für die Bauteilprogrammierung und Vorabnahme der Anlage. Die Möglichkeit, alle im Rahmen der Vorabnahme produzierten Bauteile kurzfristig mit einem 3D-Digitalisierungs- Messsystem (vollflächiges Scannen der Bauteiloberfläche) zu vermessen, gab Reis die Sicherheit, dem Kunden ACE ein optimal eingestelltes System mit der gewünschten Genauigkeit zu liefern. Eine weitere Besonderheit der Programme ist die Option, auch fehlerhafte Teile zu reparieren. Dies betrifft Teile, bei denen aus welchen Gründen auch immer ein Bolzen fehlt. Ein Sensor überprüft dann das aufgespannte Teil und fügt fehlende Bolzen ein. Ideen vom Systempartner ACE zeigt sich zufrieden mit der Wahl des Systempartners. Beispielsweise kam die Idee des Fördersystems mit Pufferbereich ebenso von Reis, wie die Sensorik gegen Fehlbedienungen. Haller kommentiert: Reis hat, nachdem wir unsere Wünsche erklärt haben, innerhalb kürzester Zeit Lösungsvorschläge und ein Anlagenlayout entwickelt, dass nicht nur Prozesserfahrung zeigt, sondern das wir 1:1 übernehmen konnten. Besonders beeindruckt habe ihn die Genauigkeit der Bolzenfixierung bereits im ersten Probelauf. jbi Stephan H. Gursky ist Fachjournalist in Wörth am Main. AUS LIEBE ZUR INDUSTRIE GFOS liefert die richtige MES- Lösung für eine effiziente und transparente Produktion Halle 5 Stand E.18 MES inspired by you.

18 WERKZEUGMASCHINEN Mehr geht (n)immer Mercedes-Benz steht für eine lange und erfolgreiche Geschichte im Motorrennsport und seit den 1960ern liefert AMG die dafür passenden Hochleistungsmotoren. Manchem Mercedes-AMG-Besitzer sind jedoch selbst diese noch zu zahm hier kommen US-Tuner Weistec und der Werkzeugmaschinenhersteller Haas ins Spiel. Auf dem Haas- Drehzentrum ST-30 laufen Tuningteile für beispielsweise Kompressoren hier eine Riemenscheibe aus Alu. Bild: Haas Brachiale Leistung und Design: Bei den Weistec- Kompressoren für AMG-Boliden zählt beides. Bild: Weistec JUNG, erfolgreich mit Leidenschaft für Perfektion, Stil und Leistung, so charakterisieren die Gründer von Weistec, Michael Weiss und Steve Atneyel, ihre Kunden, wobei man ein Stück weit den Eindruck gewinnt, dass Sie sich damit auch selbst beschreiben. Dabei kommen die meisten Kunden der in Ana, Kalifornien, USA, ansässigen Firma nicht etwa aus der Region. Viele Produkte von uns gehen in die ganze Welt. Wir verkaufen in den Mittleren Osten, wo es 50 Grad und heißer ist, und nach Russland, wo Temperaturen um minus 40 Grad herrschen. Alles Materialien, Beschichtungen, Riemen, Computerkalibrierungen wirklich alles, muss trotzdem perfekt funktionieren, ergänzt Weiss. Seit kurzem wird die Kompetenz jedoch nicht nur von Autofans, sondern von ganz anderer Seite nachgefragt. Wir produzieren auch schon viel für Eigenmarken, eröffnet Atneyel. Unser Unternehmen wird sich auch in diese Richtung weiterentwickeln. Unsere Mitbewerber sind seit 20 Jahren im Geschäft, wir erst seit vier. Wir bearbeiten alle Plattformen, die sie haben, nur eben in viel größerer Tiefe. Wir sind bereit zu wachsen. Gib mir mehr Auch AMG wurde als unabhängiger Zulieferer von einem schlagkräftigen Zweiergespann gegründet. Von den ehemaligen Mercedes-Ingenieuren Hans Werner Aufrecht und Erhard Melcher. Heute gehört Mercedes-AMG jedoch zum Konzern, und auch wenn die Fahrzeuge noch immer für sportliches Styling, für Luxus und Leistung ohne Ende stehen, wünscht sich so mancher Mercedes-AMG-Besitzer noch mehr erheblich mehr. Weiss und Atneyel sind Enthusiasten. Ihre Firma haben sie gegründet, um ihr eigenes Verlangen nach höherer Leistung ihrer AMG-Fahrzeuge zu stillen. Damals haben sie eigentlich mit Ersatzteilen für Hochleistungsfahrzeuge, hauptsächlich dem Ford Mustang, gehandelt. Doch selbst sind wir Mercedes gefahren, erklärt Technikdirektor Weiss. Für Autos des schwäbischen Herstellers fehlten jedoch entsprechende Teile auf dem Markt eine Lücke, die sie mit Weistec schließen wollten. Wir fertigen stärkere Kompressoren, Turbolader, Abgassysteme, Getriebe, Chip-Tuninglösungen oder Antriebsstränge wir bauen alles, damit AMGs mehr Leistung bringen und ein besseres Fahrverhalten zeigen, erläutert Weiss. Mehr Leistung bedeute 500 bis weit über PS. So viel, wie der Kunde eben möchte. Je nachdem, ob es um Rennsport geht oder für die Straßenzulassung eine Abgasnorm eingehalten werden soll, fährt er fort. Den AMG tunen Das Unternehmen entwickelt Lösungen speziell für die AMG-Modelle E55 (Motor M113K), SLS (M159) und für die 63er AMG-Modelle wie den CL63 und den E63 mit den Motoren M156 und M157. Dabei verfolgt man das Ziel, alle Bauteile im Mercedes-Stil zu konstruieren, sie ähneln den Original-Teilen in Aussehen, Montage, Qualität und Material. Für seine Straßenversion der Kompressoren nutzt Weistec qualitativ hochwertige Gussrohlinge. Sie drehen bis zu Umdrehungen pro Minute und erzeugen einen Ladedruck von mehr als 0,69 bar. Die Kompressoren für die Rennwagenmotoren garantieren dagegen einen Ladedruck von mehr als 2 bar und 18 1 /2015

19 WERKZEUGMASCHINEN Rechts Michael Weiss, der Techniker, links Steve Atneyel mit Wirtschaftsabschluss und Erfahrung in der Autoindustrie. Bild: Haas drehen mehr als Touren. Sie sind für höchste Leistung und Zuverlässigkeit konstruiert und werden bei Weistec auf dem vertikalen CNC-Bearbeitungszentrum VM-3 von Haas und auf dem Drehzentrum ST-30 gefertigt. Die Kompressoren passen exakt zu den Motoren und arbeiten effizient mit den anderen Teilen von Weistec zusammen, um die Leistung möglichst verlustlos auf die Räder zu übertragen. Durch Chip-Tuning passt Weistec zudem die Steuergeräte auf die Spezial-Kompressoren an. Laut Steve Atneyel, Betriebsleiter bei Weistec, unterscheidet sich das Unternehmen dadurch vom Wettbewerb, dass es sowohl die Tuning-Komponenten als auch die neue Software für die Steuergeräte liefert. Dadurch sind die Komponenten besser aufeinander abgestimmt und man halte bei Straßenfahrzeugen die harte kalifornische CARB-Abgasnorm ein. Zwar habe ich einen Wirtschaftsabschluss, aber zehn Jahre lang habe ich bei Ford, Chrysler und anderen amerikanischen Automarken Computer kalibriert, bemerkt Atneyel, nun habe er mit dem Tuning von deutschen Mercedes-Modellen sein Hobby zum Beruf gemacht. Unseren Kunden sind zumeist solche Sachen wie die Viertelmeilen-Zeiten und die Beschleunigung von 0 auf 60 Miles per hour (Mph) wichtig, ergänzt Weiss. Bei der Viertelmeile haben wir unseren eigenen Rekord zweimal eingestellt und gerade jetzt steht der Mercedes-Gesamtweltrekord bei etwa 9,6 Sekunden dabei wurden 153 Mph (rund 246 Kilometer pro Stunde) erreicht. Das war mit unserem 6,2-Liter-Motor M156 mit Kompressor-Aufladung in einem CLK63 AMG. Ab Werk ist das ein Saugmotor. Weistec modifiziert neben dem Kompressor die Elektronik, installiert Ladeluft- und Ölkühler und passt die Kraftübertragung an den Leistungszuwachs an. CNC-Maschinen an Board Bei der Präzision der Tuningteile verlässt sich Weistec auf seine CNC-Maschinen von Haas, um die präzisen Produkte zu fertigen und den Anforderungen seiner Kunden gerecht zu werden. Wir haben mindestens eine ganze Woche darüber gesprochen, welche Maschinen für uns geeignet sind, erinnert sich Weiss. Die Hass-Mitarbeiter wollten sogar die Teile sehen, um einen Eindruck von unserer Arbeit zu erhalten. Und sie konzentrieren sich auf das, was wir wirklich brauchen und wie wir es am besten produzieren könnten. Bei den Gesprächen ging um die Größe des Tisches, die Spindeldrehzahl, jedes Detail. Letztendlich hat sich Weistec für das vertikale Bearbeitungszentrum VM-3 für den Formenbau sowie für das Drehzentrum ST-30 entschieden. Uns gefällt der Teilefänger an der ST- 30, der die Teile in einen Behälter an der Bedienertür leitet, ohne dass wir die Maschine anhalten müssen, so Weiss. Die VM-3 ist mit einem Tastersystem, einer programmierbaren Kühlmitteldüse und vielem anderen praktischen Zubehör ausgestattet. Wir nehmen die Maschinen wirklich hart ran. Dabei zerspanen wir nicht den ganzen Tag nur Aluminium. Wir bearbeiten auch viel Edelstahl und Inconel (eine hochtemperaturbeständige Nickellegierung). Häufig belasten wir die Werkzeuge bis an ihre Leistungsgrenzen, kommentiert Weiss. Dabei laufen die meisten Teile auf dem Drehzentrum ST-30, insbesondere sind das Scheiben für Riemen und andere Rundteile. Die Endbearbeitung läuft oft auf der VM-3, wobei Mehrfach-Spannvorrichtungen zum Einsatz kommen. Unser Chef-Maschinenbediener ist für ausgefallene Lösungen bekannt. Er findet immer einen Weg, damit eine Standardspannvorrichtung mehrere ähnliche Teile sicher halten kann, erklärt Atneyel. Schnell zum Prototyp Einige Prototypen erstellt Weistec selbst auf dem 3D-Drucker, bevor die Teile auf Neben der ST-30-Drehmaschine arbeitet Weistec auch mit einem vertikalen Bearbeitungszentrum des Typs VF-3. Bild: Haas den Maschinen laufen. Große, komplexe 3D-Modelle werden zum Rapid-Prototyping an externe Firmen vergeben. Die Prototypen zum Prüfen der Mon tageund Entwicklungskonzepte sparen im Endeffekt Kosten, da Änderungen frühzeitig (vor der materialintensiven Bearbeitung auf der Maschine) einfließen können. Reverse Engineering Auch bei der Qualitätskontrolle ist das Unternehmen am Puls der Zeit: Neben üblichen Messgeräten hat Weistec einem tragbaren 3D-Messarm von Faro mit Laserscanner und Messtaster im Einsatz. Ein computergenerierter Scan erlaubt Messungen, die auf fast ein Hundertstel Millimeter (0,0127 Millimeter) genau sind. Weistec scannt auch Motor und Motorraum und nutzt die Bilder aller Komponenten, um mögliche Kollisionen zu erkennen. Dazu werden die gescannten Bilder vom Motor und den neuen Komponenten virtuell in Motorraum eingepasst. Dieses Reverse Engineering ist notwendig, weil Mercedes dem Ersatzteilmarkt keine Modelle oder Entwurfsangaben zur Verfügung stellt. Schnell hoch schneller runter Qualität ist extrem wichtig, fährt Weiss fort und spielt auf die Internet-Communities an, die sich über Fahrzeuge austauschen. Wenn ein Kunde eine gute Erfahrung mache, dann postet er Fotos oder sogar ein Video. Tolle Produkte sprechen sich also rum noch schneller allerdings Fehler. Wir wollen nur zufriedene Kunden haben, kommentiert Weiss. jbi 1 /

20 MASCHINENSICHERHEIT Zuverlässig zugehalten Als die Firma Salzgitter Flachstahl einen neuen Einlaufspeicher für eine Tandemstraße baute, war eine Herausforderung, insgesamt 39 Gefahrenbereiche und über 50 Zutrittstüren zu sichern. Blick auf den neuen Einlauf an der Tandemstraße bei Salzgitter Flachstahl. ÜBER Mitarbeiter erzeugten 2012 rund 4,5 Millionen Tonnen Rohstahl und erarbeiteten damit einen Umsatz von 2,8 Milliarden Euro. Damit ist Salzgitter Flachstahl die größte Stahltochter der Salzgitter-Gruppe und die Erweiterung der Tandemstraße um einen kontinuierlichen Einlaufspeicher gehörte 2013 zu den wichtigsten Investitionsprojekten. In einem integrierten Hüttenwerk produziert das Unternehmen Warmbreitband, Bandstahl, Bandblech, Kaltfeinblech und oberflächenveredelte Produkte von 0,4 bis 25 Millimeter Dicke und bis zu Millimeter Breite. Zum Herstellungsprogramm gehören Zieh-, Tiefzieh- und Sondertiefziehstähle, Bau- und Feinkornstähle sowie hochund höchstfeste Stähle. Die wichtigsten Abnehmer der Flachprodukte sind Fahrzeughersteller sowie deren Zulieferer, Röhrenhersteller, Kaltwalzer und die Hausgeräteindustrie. In der nun erweiterten Tandemstraße schweißt das Unternehmen Coils in einem aufwendigen Prozess aneinander. Dieses Verfahren dient dazu, dass der Einlauf kontinuierlich nicht endende Bänder in den Walzprozess einbringen kann. Die Technologie sorgt unter anderem dafür, die Abmaßlängen zu reduzieren und insgesamt die Effizienz der Anlage zu erhöhen. Schützen durch Trennen Da die Tandemstraße im laufenden Betrieb nicht betreten werden darf, ist eine Schutzeinrichtung notwendig. Um den neuen Einlaufspeicher haben wir insgesamt 39 Gefahrenbereiche identifiziert, berichtet Teilprojektleiter Torsten Fingas. Damit die Anlage beispielsweise für Wartungsarbeiten begehbar ist, ist der umgebende Zaun mit mehr als 50 Zugängen Schwenk- und Schiebetüren ausgestattet. Diese wiederum benötigen zuverlässige Sicherheitsschalter, die den rauen Bedingungen der Stahlindustrie gewachsen sind. Schließlich fiel die Entscheidung auf den CET3-AP von Euchner. Das Familienunternehmen aus Leinfelden-Echterdingen bringt über 60 Jahre Erfahrung in der Automation mit und legte Mitte der 80er Jahre die Grundlagen für die heute zum Produktportfolio gehörenden Sicherheitsschalter und -systeme, die auf einer Kombination von Elektromechanik und Transpondercodierung basieren. Der bei Salzgitter Flachstahl zum Einsatz gekommene transpondercodierte Sicherheitsschalter mit Zuhaltung und sicherer Zuhaltungsüberwachung bildet eine abgeschlossene Sicherheitslösung (PL e nach EN ISO ). Das heißt, man benötigt keine weiteren Schutzmaßnahmen an der Tür, erklärt Bernhard Scholz, Vertriebsingenieur bei Euchner. Das Gerät überzeugt technisch und durch sein Preis-Leistungsverhältnis, ergänzt Torsten Fingas. Seit der Inbetriebnahme des neuen Einlaufspeichers an der Tandemstraße läuft das Sicherheitssystem reibungslos und ohne Störung. jbi CET-Sicherheitsschalter sichern 50 Türen rund um die Anlage nach PLe ab. Bilder: Euchner und Salzgitter Flachstahl 20 1 /2015

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